JP2005066924A - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head Download PDF

Info

Publication number
JP2005066924A
JP2005066924A JP2003297260A JP2003297260A JP2005066924A JP 2005066924 A JP2005066924 A JP 2005066924A JP 2003297260 A JP2003297260 A JP 2003297260A JP 2003297260 A JP2003297260 A JP 2003297260A JP 2005066924 A JP2005066924 A JP 2005066924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
ink
actuator
rear end
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003297260A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4333275B2 (en
Inventor
Hideo Watanabe
英生 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2003297260A priority Critical patent/JP4333275B2/en
Publication of JP2005066924A publication Critical patent/JP2005066924A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4333275B2 publication Critical patent/JP4333275B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a densified inkjet head which can reduce the used amount of a piezoelectric material, which facilitates electrical connection with a drive circuit, and which can be easily manufactured. <P>SOLUTION: In this inkjet head, formed surfaces of ink channels 11A and 11B of actuator substrates 1A and 1B, wherein the many juxtaposed ink channels 11A and 11B isolated from one another via bulkheads are provided in a recessed manner from a front end to a midway part on a back end side, are bonded on both sides of a cover substrate 2, respectively; connecting substrates 4 are provided for sealing on opposed surfaces on the back end sides of the respective actuator substrates 1A and 1B; an ink passage 5 is formed by using spaces among the cover substrate 2, the connecting substrate 4 and the respective actuator substrates 1A and 1B; the connecting substrate 4 is protruded backward with respect to the back end of each of the actuator substrates 1A and 1B; and electrodes 13A and 13B for applying a voltage to the respective bulkheads are pulled out to the outside from the bulkheads in the respective ink channels 11A and 11B via opposed surfaces on the back end sides of the respective actuator substrates 1A and 1B and surfaces of the connecting substrates 4 facing the surfaces. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、隔壁により隔てられた多数の並列するインクチャネルが前端から後端側の中途部まで凹設されたアクチュエータ基板を有するいわゆるチョッパートラバースタイプのインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to a so-called chopper traverse type inkjet head having an actuator substrate in which a large number of parallel ink channels separated by a partition wall are recessed from a front end to a midway portion on the rear end side.

従来、このようなインクジェットヘッドには、特許文献１に記載のものが知られている。これを図５に示す。   Conventionally, the ink jet head described in Patent Document 1 is known. This is shown in FIG.

同図において、１００Ａ、１００Ｂはアクチュエータ基板、１０１はカバー基板、１０２は接続基板、１０３はノズルプレート、１０４Ａ、１０４ＢはＬＳＩのチップ端子である。   In the figure, 100A and 100B are actuator substrates, 101 is a cover substrate, 102 is a connection substrate, 103 is a nozzle plate, and 104A and 104B are LSI chip terminals.

各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂには、それぞれ対向する面にインクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂが、アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂの前端（図示右端）から後端側（図示左端側）の中途部に亘る長さで凹設されており、このインクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂの後端側を一部残すように、カバー基板１０１が各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂの間の前端側に接着されている。   In each actuator substrate 100A, 100B, the ink channels 105A, 105B are recessed on the opposite surfaces with a length extending from the front end (right end in the drawing) to the middle portion of the rear end side (left end in the drawing) of the actuator substrate 100A, 100B. The cover substrate 101 is bonded to the front end side between the ink channels 105A and 105B so as to leave a part of the rear end side of the ink channels 105A and 105B.

接続基板１０２は、各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂの間の後端側に接着されており、この接続基板１０２、カバー基板１０１及び各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂによって形成される空間によって、各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂにインクを分配するためのインク流路１０６を形成している。   The connection substrate 102 is bonded to the rear end side between the actuator substrates 100A and 100B. Depending on the space formed by the connection substrate 102, the cover substrate 101 and the actuator substrates 100A and 100B, each ink channel 105A, An ink flow path 106 for distributing ink to 105B is formed.

また、各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂには、各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂと同一面の後端側に連結用凹部１０７Ａ、１０７Ｂが凹設されており、各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂ内の電極が、各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂの対向する面から上記連結用凹部１０７Ａ、１０７Ｂ内まで延設され、この連結用凹部１０７Ａ、１０７Ｂ内に各チップ端子１０４Ａ、１０４Ｂが挿入されることで、各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂ内の電極は駆動回路と電気的に接続されている。   Each actuator substrate 100A, 100B is provided with a connecting recess 107A, 107B on the rear end side of the same surface as each ink channel 105A, 105B, and the electrode in each ink channel 105A, 105B Each of the ink channels 105A, 104B extends from the opposing surfaces of the actuator substrates 100A, 100B to the coupling recesses 107A, 107B, and the chip terminals 104A, 104B are inserted into the coupling recesses 107A, 107B. The electrodes in 105B are electrically connected to the drive circuit.

この特許文献１に記載のインクジェットヘッドによれば、１枚のカバー基板１０１で各インクチャネル１０５Ａ、１０５Ｂをカバーすることができるため、ノズル列を多列構造として高密度化を図る場合でも、高価なカバー基板１０１の使用量を低減することができると共に、インク流路１０６の形成も、アクチュエータ基板１００Ａと１００Ｂとの間の後端側を接続基板１０２によって密閉するだけで容易に行えるという利点がある。
特許第２９６１６２４号公報 According to the ink jet head described in Patent Document 1, since each ink channel 105A, 105B can be covered with a single cover substrate 101, it is expensive even when a high density is achieved with a multi-row nozzle array. The use amount of the cover substrate 101 can be reduced, and the ink channel 106 can be easily formed by simply sealing the rear end side between the actuator substrates 100A and 100B with the connection substrate 102. is there.
Japanese Patent No. 2961624

一般にアクチュエータ基板には、電極に印加される電圧によって変形を生じ、各インクチャネル内のインクに圧力変化を与えてノズルから吐出するために圧電材料が用いられるが、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、ノズルが配置される前端からチップ端子１０４Ａ、１０４Ｂとの電気的接続を行うための連結用凹部１０７Ａ、１０７Ｂまでの全体をアクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂによって形成しなくてはならないため、アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂの長さが長くなり、その結果、圧電材料の使用量が多くなってコスト高となるばかりでなく、電気容量が増加することによって、発熱量の増大化及び駆動電源の大型化を招く問題がある。   In general, an actuator substrate is deformed by a voltage applied to an electrode, and a piezoelectric material is used to change the pressure of ink in each ink channel and eject the ink from a nozzle. Then, since the entire area from the front end where the nozzle is arranged to the connecting recesses 107A and 107B for electrical connection with the chip terminals 104A and 104B must be formed by the actuator substrates 100A and 100B, the actuator substrate 100A , The length of 100B is increased, and as a result, the amount of piezoelectric material used is increased, resulting in an increase in cost, and an increase in electric capacity leads to an increase in heat generation and an increase in drive power supply. There's a problem.

また、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂと接続基板１０２とを接着する際に、接着面に塗布された接着剤が各連結用凹部１０７Ａ、１０７Ｂ内に流れ込んでしまうため、チップ端子１０４Ａ、１０４Ｂとの接続は接続基板１０２を接着する前に行わなくてはならない。しかし、この場合、各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂ毎に駆動回路と電気的に接続されたチップ端子１０４Ａ、１０４Ｂを接続した後、そのチップ端子１０４Ａ、１０４Ｂ付きの各アクチュエータ基板１００Ａ、１００Ｂをカバー基板１０１及び接続基板１０２の両面に接着しなくてはならないため、作業性が極めて悪く、作成困難である問題がある。   Further, in the inkjet head described in Patent Document 1, when the actuator substrates 100A and 100B and the connection substrate 102 are bonded, the adhesive applied to the bonding surface flows into the coupling recesses 107A and 107B. Therefore, the connection with the chip terminals 104A and 104B must be made before the connection substrate 102 is bonded. However, in this case, after connecting the chip terminals 104A and 104B electrically connected to the drive circuit for each actuator substrate 100A and 100B, the actuator substrates 100A and 100B with the chip terminals 104A and 104B are connected to the cover substrate 101. In addition, since both sides of the connection substrate 102 have to be adhered, there is a problem that workability is extremely poor and it is difficult to prepare.

そこで、本発明の課題は、カバー基板の両面にそれぞれインクチャネルを凹設したアクチュエータ基板を設けることにより高密度化されたインクジェットヘッドであって、圧電材料の使用量を低減することができ、駆動回路との電気的接続を容易に行うことができると共に、作成容易なインクジェットヘッドを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is an inkjet head that is densified by providing an actuator substrate with recessed ink channels on both sides of a cover substrate, and can reduce the amount of piezoelectric material used and drive It is an object of the present invention to provide an ink jet head that can be easily electrically connected to a circuit and can be easily formed.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

請求項１記載の発明は、カバー基板の両面に、隔壁により隔てられた多数の並列するインクチャネルが前端から後端側の中途部まで凹設されたアクチュエータ基板における前記インクチャネルの形成面をそれぞれ接着すると共に、前記各アクチュエータ基板の後端側の対向する面に接続基板を設けて密閉し、前記カバー基板、前記接続基板及び前記各アクチュエータ基板との間の空間によって、各インクチャネルにインクを分配するインク流路を形成してなるインクジェットヘッドであって、前記接続基板は、前記各アクチュエータ基板の後端よりも後方に突出していると共に、前記各隔壁に電圧印加するための電極が、各インクチャネル内の隔壁から各アクチュエータ基板の後端側の対向する面及び該面に対向する前記接続基板の表面を介して外部まで引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。   According to the first aspect of the present invention, the ink channel forming surfaces of the actuator substrate in which a large number of parallel ink channels separated by a partition wall are provided on both surfaces of the cover substrate from the front end to the midway portion on the rear end side. In addition to bonding, a connection substrate is provided on the opposing surface on the rear end side of each actuator substrate and sealed, and ink is applied to each ink channel by a space between the cover substrate, the connection substrate, and each actuator substrate. An ink jet head having an ink flow path to be distributed, wherein the connection substrate protrudes rearward from a rear end of each actuator substrate, and an electrode for applying a voltage to each partition wall From the partition wall in the ink channel through the opposing surface on the rear end side of each actuator substrate and the surface of the connection substrate opposing the surface It has been drawn out to the outside Te is an inkjet head according to claim.

請求項２記載の発明は、カバー基板の両面に、隔壁により隔てられた多数の並列するインクチャネルが前端から後端側の中途部まで凹設されたアクチュエータ基板における前記インクチャネルの形成面をそれぞれ接着すると共に、前記各アクチュエータ基板の後端側の対向する面に接続基板を設けて密閉し、前記カバー基板、前記接続基板及び前記各アクチュエータ基板との間の空間によって、各インクチャネルにインクを分配するインク流路を形成してなるインクジェットヘッドであって、前記接続基板は、前記アクチュエータ基板のうちの一方の後端よりも後方に突出していると共に、前記アクチュエータ基板のうちの他方は、前記接続基板の後端よりも後方に突出しており、前記一方のアクチュエータ基板における前記各隔壁に電圧印加するための電極は、各インクチャネル内の隔壁から後端側の対向する面及び該面に対向する前記接続基板の表面を介して外部まで引き出され、前記他方のアクチュエータ基板における前記各隔壁に電圧印加するための電極は、各インクチャネル内の隔壁から後端側の対向する面を介して前記接続基板よりも後方側において外部まで引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。   According to a second aspect of the present invention, the ink channel forming surfaces of the actuator substrate in which a large number of parallel ink channels separated by a partition wall are provided on both surfaces of the cover substrate from the front end to the midway portion on the rear end side. In addition to bonding, a connection substrate is provided on the opposing surface on the rear end side of each actuator substrate and sealed, and ink is applied to each ink channel by a space between the cover substrate, the connection substrate, and each actuator substrate. An ink jet head formed with an ink flow path to be distributed, wherein the connection substrate protrudes rearward from one rear end of the actuator substrate, and the other of the actuator substrates Projecting rearward from the rear end of the connection board, voltage is applied to each partition wall of the one actuator board. The electrodes to be pulled out from the partition in each ink channel to the outside through the opposing surface on the rear end side and the surface of the connection substrate facing the surface, and voltage is applied to each partition in the other actuator substrate. The electrode to be applied is an ink jet head characterized in that the electrode is pulled out from the partition wall in each ink channel to the outside on the rear side of the connection substrate through the opposing surface on the rear end side.

請求項３記載の発明は、前記他方のアクチュエータ基板は、両面にそれぞれインクチャネルが凹設され、各面にそれぞれ前記カバー基板及び前記接続基板を挟んで前記一方のアクチュエータ基板が設けられていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドである。   According to a third aspect of the present invention, in the other actuator substrate, ink channels are recessed on both surfaces, and the one actuator substrate is provided on each surface with the cover substrate and the connection substrate interposed therebetween. The inkjet head according to claim 2.

請求項４記載の発明は、前記外部まで引き出された各電極は、該外部においてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を介して駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッドである。   The invention described in claim 4 is characterized in that each of the electrodes drawn out to the outside is electrically connected to a drive circuit via an FPC (flexible printed circuit board) outside the outside. Or it is an inkjet head of 3 description.

本発明によれば、カバー基板の両面にそれぞれインクチャネルを凹設したアクチュエータ基板を設けることにより高密度化されたインクジェットヘッドの圧電材料の使用量を低減することができ、駆動回路との電気的接続を容易に行うことができると共に、作成容易なインクジェットヘッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the amount of piezoelectric material used in a high-density ink-jet head by providing actuator substrates with recessed ink channels on both sides of the cover substrate, and the electrical connection with the drive circuit. It is possible to provide an ink jet head that can be easily connected and can be easily produced.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明に係るインクジェットヘッドの第１の実施形態を示す断面図、図２は、アクチュエータの構造を示す部分斜視図である。   FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an ink jet head according to the present invention, and FIG. 2 is a partial perspective view showing the structure of an actuator.

アクチュエータ基板１（１Ａ、１Ｂ）は、多数のインクチャンネル１１（１１Ａ、１１Ｂ）を並列した圧電材料を主体として構成される。   The actuator substrate 1 (1A, 1B) is mainly composed of a piezoelectric material in which a large number of ink channels 11 (11A, 11B) are arranged in parallel.

圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じる公知の圧電材料を用いることができ、有機材料からなる基板、非金属製の基板等がある。特に、非金属製の圧電材料基板が好ましく、成形、焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板、又は成形、焼成を必要としないで形成される基板等がある。   As the piezoelectric material, a known piezoelectric material that is deformed by applying a voltage can be used, and examples thereof include a substrate made of an organic material and a non-metallic substrate. In particular, a non-metallic piezoelectric material substrate is preferable, and includes a piezoelectric ceramic substrate formed through processes such as molding and firing, or a substrate formed without requiring molding and firing.

非金属製の圧電材料基板において、成形、焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。さらにＢａＴｉＯ3、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3等を用いてもよい。 In a non-metallic piezoelectric material substrate, lead zirconate titanate (PZT) is preferable as the piezoelectric ceramic substrate formed through processes such as molding and firing. Furthermore, BaTiO 3 , ZnO, LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like may be used.

ＰＺＴとしては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3）と、第三成分添加ＰＺＴがある。添加する第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ1/2Ｎｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｃｏ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3等がある。 PZT includes PZT (PbZrO 3 —PbTiO 3 ) and third component added PZT. As the third component to be added, Pb (Mg 1/2 Nb 2/3 ) O 3 , Pb (Mn 1/3 Sb 2/3 ) O 3 , Pb (Co 1/3 Nb 2/3 ) O 3, etc. is there.

また、非金属製の圧電材料基板において、成形、焼成を必要としないで形成される基板としては、例えば、ゾル−ゲル法、積層基板コーティング法等で形成することができる。   Moreover, as a board | substrate formed without requiring shaping | molding and baking in a nonmetallic piezoelectric material board | substrate, it can form by the sol-gel method, the laminated substrate coating method, etc., for example.

複数のインクチャンネル１１は、かかるアクチュエータ基板１の上面からダイヤモンドブレード等により溝を平行に切削加工することにより形成されている。個々のインクチャンネル１１は、アクチュエータ基板１の前端（図１における左端）から後端（図１における右端）に向けて延びる直線状の細長い溝形状に切削されて、削り残した圧電材料が各インクチャンネル１１の間の隔壁１２となっている。従って、インクチャネル１１と隔壁１２とが交互に平行に並列されている。また、各インクチャネル１１は、アクチュエータ基板１の前端から後端側の中途部まで凹設されており、後端側にいくにつれて徐々に浅くなって、ついには消滅する。   The plurality of ink channels 11 are formed by cutting grooves in parallel from the upper surface of the actuator substrate 1 with a diamond blade or the like. The individual ink channels 11 are cut into a linear, elongated groove shape extending from the front end (left end in FIG. 1) to the rear end (right end in FIG. 1) of the actuator substrate 1, and the uncut piezoelectric material is left for each ink. A partition wall 12 is formed between the channels 11. Accordingly, the ink channels 11 and the partition walls 12 are alternately arranged in parallel. Each ink channel 11 is recessed from the front end of the actuator substrate 1 to a midway portion on the rear end side, gradually becoming shallower toward the rear end side, and finally disappears.

各インクチャンネル１１の内面（隔壁１２の表面）の一部には電極１３（１３Ａ、１３Ｂ）が形成されている。電極１３を形成する金属は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等があるが、ＮｉやＣｕが好ましく、特に好ましくはＮｉであり、メッキ法、蒸着法、スパッタ法によって形成することができる。   Electrodes 13 (13A, 13B) are formed on a part of the inner surface of each ink channel 11 (the surface of the partition wall 12). The metal forming the electrode 13 includes Ni (nickel), Co (cobalt), Cu (copper), Al (aluminum), etc., and Ni and Cu are preferable, and Ni is particularly preferable, and plating, vapor deposition, and the like are preferable. It can be formed by sputtering.

各インクチャネル１１内の電極１３は、インクチャネル１１の後端側の浅溝部１１’（ １１Ａ’、１１Ｂ’）を介してアクチュエータ基板１の後端側の上面１ａまでそれぞれ引き出されている。従って、各電極１３は、アクチュエータ基板１の後端側の上面１ａにおいて、インクチャネル１１と同一ピッチで平行に並列される。   The electrode 13 in each ink channel 11 is led out to the upper surface 1a on the rear end side of the actuator substrate 1 through the shallow groove portion 11 '(11A', 11B ') on the rear end side of the ink channel 11. Accordingly, the electrodes 13 are arranged in parallel at the same pitch as the ink channels 11 on the upper surface 1 a on the rear end side of the actuator substrate 1.

圧電材料からなるアクチュエータ基板１は分極処理されており、隔壁１２の表面に形成された上記電極１３に電圧を印加することで分極方向と直角方向から電圧を掛けると、隔壁１２が圧電滑り効果によってくの字形にせん断変形し、インクチャネル１１の容積が変化して、インクチャネル１１内のインクに圧力変化を与える。   The actuator substrate 1 made of a piezoelectric material is polarized, and when a voltage is applied from the direction perpendicular to the polarization direction by applying a voltage to the electrode 13 formed on the surface of the partition wall 12, the partition wall 12 is caused by the piezoelectric sliding effect. The ink channel 11 is deformed by shearing into a square shape, and the volume of the ink channel 11 is changed, and a pressure change is applied to the ink in the ink channel 11.

このような構造を有するアクチュエータ基板１Ａ、１Ｂは、カバー基板２の両面に、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂの形成面同士を対向させると共に、各アクチュエータ基板１１Ａ、１１Ｂの前端とカバー基板２の前端とを揃えて接着され、これらアクチュエータ基板１１Ａ、１１Ｂ及びカバー基板２が接着された状態で、それらの前端に、各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する数のノズル３Ａ、３Ｂが開設された１枚のノズルプレート３が接着されている。インクチャネル１１内において圧力変化を与えられたインクは、このノズル３Ａ、３Ｂからインク滴として外部に吐出され、記録媒体上に着弾することで画像の記録が行われる。   The actuator substrates 1A and 1B having such a structure are formed so that the formation surfaces of the ink channels 11A and 11B of the actuator substrates 1A and 1B are opposed to both surfaces of the cover substrate 2 and the front ends of the actuator substrates 11A and 11B. And the actuator substrate 11A, 11B and the cover substrate 2 are bonded together, and the nozzles 3A, 3B corresponding to the ink channels 11A, 11B are provided at the front ends thereof. The one nozzle plate 3 with the opening is bonded. The ink to which the pressure change is applied in the ink channel 11 is ejected to the outside as ink droplets from the nozzles 3A and 3B, and is landed on the recording medium to record an image.

カバー基板２には、例えば、窒化アルミを成分に含むセラミックス、分極処理されていない圧電材料、液晶ポリマー等の材料を用いることができ、更に、熱膨張係数が、アクチュエータ基板１の熱膨張係数の±２ｐｐｍ／℃であるものが好ましい。熱膨張係数をこの範囲とすることで、各基板間に熱膨張係数の差による剥離等が起こらない。   The cover substrate 2 can be made of, for example, a material containing aluminum nitride as a component, a non-polarized piezoelectric material, a liquid crystal polymer, or the like. Further, the thermal expansion coefficient is equal to the thermal expansion coefficient of the actuator substrate 1. What is +/- 2 ppm / degreeC is preferable. By setting the thermal expansion coefficient within this range, separation or the like due to the difference in thermal expansion coefficient does not occur between the substrates.

カバー基板２の長さ（図１中の左右方向の長さ）は、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂのインクチャネル１１Ａ、１１Ｂの延設方向の長さ（図１中の左右方向の長さ）よりも短く、これによって各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂの後端側の浅溝部１１Ａ’、１１Ｂ’付近にはカバー基板２が存在しておらず、アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂ同士が直接対面している。   The length of the cover substrate 2 (the length in the left-right direction in FIG. 1) is longer than the length in the extending direction of the ink channels 11A, 11B of each actuator substrate 1A, 1B (the length in the left-right direction in FIG. 1). Accordingly, the cover substrate 2 does not exist in the vicinity of the shallow groove portions 11A ′ and 11B ′ on the rear end side of the ink channels 11A and 11B, and the actuator substrates 1A and 1B face each other directly.

そして、アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端側の間には、１枚の接続基板４が接着され、該アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端側の空間を密閉している。この接続基板４にはカバー基板１と同一の材料を用いることができ、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂにおけるインクチャネル１１Ａ、１１Ｂが形成されていない面に亘って接着されている。これによって、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂ、カバー基板２及び接続基板４により囲まれる空間が形成され、この空間によって、各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂにインクを分配するためのインク流路５が形成されている。なお、カバー基板２と接続基板４は別体であってもよいが、インク流路５となる部分を開口させた一枚の基板によって形成される一体物であってもよい。   A single connection substrate 4 is bonded between the rear end sides of the actuator substrates 1A and 1B, and the space on the rear end side of the actuator substrates 1A and 1B is sealed. The connection substrate 4 can be made of the same material as that of the cover substrate 1 and is bonded to the surfaces of the actuator substrates 1A and 1B where the ink channels 11A and 11B are not formed. As a result, spaces surrounded by the actuator substrates 1A and 1B, the cover substrate 2 and the connection substrate 4 are formed, and the ink flow paths 5 for distributing ink to the ink channels 11A and 11B are formed by the spaces. Yes. Note that the cover substrate 2 and the connection substrate 4 may be separate, but may be a single body formed by a single substrate having an opening for the ink flow path 5.

接続基板４の後端は、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端よりも後方に突出しており、その突出した表面は外部に露出している。この接続基板４の各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂとの接着面には、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端側の上面１ａ（図２参照）に引き出された電極１３Ａ、１３Ｂとそれぞれ電気的に接続される引き出し電極４Ａ、４Ｂが、各電極１３Ａ、１３Ｂと対応するように同一ピッチで平行に設けられている。従って、各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂ内の電極１３Ａ、１３Ｂは、対向する各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端から、引き出し電極４Ａ、４Ｂによって接続基板４の表面において互いに反対方向を向くように反転され、それぞれ外部に引き出されており、この外部に引き出された引き出し電極４Ａ、４Ｂを利用して、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端側から、各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂ内の電極１３Ａ、１３Ｂに電圧を印加することができるようになっている。   The rear end of the connection substrate 4 protrudes rearward from the rear ends of the actuator substrates 1A and 1B, and the protruding surface is exposed to the outside. The connection surfaces of the connection substrate 4 to the actuator substrates 1A and 1B are electrically connected to the electrodes 13A and 13B drawn to the upper surface 1a (see FIG. 2) on the rear end side of the actuator substrates 1A and 1B, respectively. The extraction electrodes 4A and 4B are provided in parallel at the same pitch so as to correspond to the electrodes 13A and 13B. Accordingly, the electrodes 13A and 13B in the ink channels 11A and 11B are inverted from the rear ends of the opposing actuator substrates 1A and 1B so as to face opposite directions on the surface of the connection substrate 4 by the extraction electrodes 4A and 4B. The electrodes 13A and 13B in the ink channels 11A and 11B are respectively drawn from the rear end side of the actuator substrates 1A and 1B by using the lead electrodes 4A and 4B drawn to the outside. A voltage can be applied.

この接続基板４の外部に露出する引き出し電極４Ａ、４Ｂには、駆動回路と電気的に接続するための配線が接続される。本実施形態では、異方性導電フィルムを用いてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）６Ａ、６Ｂがそれぞれ接合され、このＦＰＣ６Ａ、６Ｂを介して駆動回路（図示せず）からの駆動電圧が各インクチャネル１１Ａ、１１Ｂ内の電極１３Ａ、１３Ｂに印加されるようになっている。   Wiring for electrically connecting to the drive circuit is connected to the extraction electrodes 4A and 4B exposed to the outside of the connection substrate 4. In the present embodiment, FPCs (flexible printed circuit boards) 6A and 6B are joined using anisotropic conductive films, and a drive voltage from a drive circuit (not shown) is supplied to each ink channel 11A via the FPCs 6A and 6B. , 11B are applied to the electrodes 13A, 13B.

本発明では、このように接続基板４の外部に露出した両面を用いて駆動回路との電気的接続を行うことができるため、従来のように連結用凹部を利用してこれに端子を挿入する接続方法と異なり、インクジェットヘッドの製造後に、ＦＰＣ６Ａ、６Ｂ等を用いた面接合を行うことができる。特にこのＦＰＣ６Ａ、６Ｂを用いることにより、配線の引き出し方向をＦＰＣの柔軟性を利用して自由に取ることができる利点がある。   In the present invention, since both sides exposed to the outside of the connection substrate 4 can be electrically connected to the drive circuit in this way, a terminal is inserted into this using a connecting recess as in the prior art. Unlike the connection method, after the inkjet head is manufactured, surface bonding using FPC 6A, 6B, or the like can be performed. In particular, by using the FPCs 6A and 6B, there is an advantage that the wiring drawing direction can be freely taken using the flexibility of the FPC.

しかも、接続基板４の外部に露出する面には、アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂとの接着時に、テープ又はストリッパブルレジスト等を用いて容易に表面の引き出し電極４Ａ、４Ｂの保護を行うことができるため、万一接着剤が流出するようなことがあっても、ＦＰＣ６Ａ、６Ｂ等との導通不良を生じる問題は簡単に解消できる。   Moreover, since the surface exposed to the outside of the connection substrate 4 can be easily protected with the tape or strippable resist or the like on the surface when the actuator substrates 1A and 1B are bonded, the surface extraction electrodes 4A and 4B can be easily protected. Even if the adhesive flows out, the problem of poor conduction with the FPCs 6A and 6B can be easily solved.

また、本発明では、圧電材料からなるアクチュエータ基板１Ａ、１Ｂの後端側には、インク流路５となるスペースを残して、接続基板４を接着するためのスペースのみを設けておけば良いため、従来に比べてアクチュエータ基板１Ａ、１Ｂを短くすることができ、それだけ高価な圧電材料の使用量を低減することができると共に、電気容量を低減させ、駆動時の発熱及び駆動電源の大型化を抑えることが可能である。   In the present invention, the actuator substrates 1A and 1B made of a piezoelectric material need only have a space for bonding the connection substrate 4 while leaving a space for the ink flow path 5 on the rear end side. The actuator substrates 1A and 1B can be shortened compared to the conventional one, and the amount of expensive piezoelectric material used can be reduced, the electric capacity can be reduced, the heat generated during driving and the drive power source can be enlarged. It is possible to suppress.

図３は、本発明に係るインクジェットヘッドの第２の実施形態を示す断面図である。図１と同一符号は同一構成を示しており、特に相違がない限り説明は省略する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the inkjet head according to the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components, and a description thereof will be omitted unless there is a particular difference.

同図に示すように、接続基板４は、各アクチュエータ基板１Ａ、１Ｂのうちの一方（図示上側）のアクチュエータ基板１Ａの後端よりも後方に突出しているが、他方（図示下側）のアクチュエータ基板１Ｂの後端は、接続基板４の後端よりも後方に突出している。従って、一方のアクチュエータ基板１Ａの電極１３Ａは、接続基板４の表面に形成された引き出し電極４Ａによって外部に引き出され、第１の実施形態と同様にＦＰＣ６Ａによって駆動回路と電気的に接続されるが、他方のアクチュエータ基板１Ｂは、その後端側の上面１ａ（図２参照）に引き出された各電極１３Ｂが、そのまま接続基板４の後方に露出し、ＦＰＣ６Ａによって駆動回路と電気的に接続されている。   As shown in the figure, the connection substrate 4 protrudes rearward from the rear end of one of the actuator substrates 1A and 1B (upper side in the drawing) of the actuator substrate 1A, but the other (lower side in the drawing) actuator. The rear end of the substrate 1 </ b> B protrudes rearward from the rear end of the connection substrate 4. Accordingly, the electrode 13A of one actuator substrate 1A is drawn to the outside by the lead electrode 4A formed on the surface of the connection substrate 4, and is electrically connected to the drive circuit by the FPC 6A as in the first embodiment. In the other actuator substrate 1B, each electrode 13B drawn to the upper surface 1a (see FIG. 2) on the rear end side is exposed as it is behind the connection substrate 4, and is electrically connected to the drive circuit by the FPC 6A. .

この第２の実施形態に係るインクジェットヘッドによれば、ＦＰＣ６Ａ、６Ｂ等との接合作業が、第１の実施形態と同様にヘッド製造後に容易に行うことができる上に、その接合作業の方向をいずれも同一方向（図示上から下方向の一方向）とすることができるため、治具等を用いてＦＰＣ６Ａ、６Ｂ等の接合を行う場合の作業が容易となる。この場合、ＦＰＣ６Ｂ、ＦＰＣ６Ａの順で接合作業を行えば良い。   According to the ink jet head according to the second embodiment, the joining operation with the FPCs 6A, 6B and the like can be easily performed after the head is manufactured as in the first embodiment, and the direction of the joining operation can be changed. Since both can be in the same direction (one direction from the top to the bottom in the figure), the work for joining the FPCs 6A and 6B using a jig or the like is facilitated. In this case, the joining work may be performed in the order of FPC 6B and FPC 6A.

なお、この場合も、一方のアクチュエータ基板１Ａを従来に比べて短くすることができるため、それだけ圧電材料の使用量を低減することができることはもちろんである。   In this case as well, since one actuator substrate 1A can be shortened compared to the conventional one, it is a matter of course that the amount of piezoelectric material used can be reduced accordingly.

この第２の実施形態に示すインクジェットヘッドは、その変形例として、図４に示すように、図３における図示下側のアクチュエータ基板１Ｂの両面にインクチャネル１１Ｂをそれぞれ凹設することにより、図３に示すインクジェットヘッドを上下対称状にしたインクジェットヘッドを構成することもできる。   As a modification of the ink jet head shown in the second embodiment, as shown in FIG. 4, ink channels 11B are respectively provided on both surfaces of the lower actuator substrate 1B in FIG. An inkjet head in which the inkjet head shown in FIG.

ここでは１枚のノズルプレート３に、図示上からインクチャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｂ、１１Ａにそれぞれ対応する４列のノズル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが開設されている。このインクジェットヘッドによれば、図３に示すインクジェットヘッドと同様の効果を有する上に、更に高密度化を図ることができる。   Here, four nozzles 3A, 3B, 3C, and 3D corresponding to the ink channels 11A, 11B, 11B, and 11A, respectively, are opened on one nozzle plate 3 in the drawing. According to this ink jet head, the same effect as that of the ink jet head shown in FIG. 3 can be obtained, and the density can be further increased.

本発明に係るインクジェットヘッドの第１の実施形態を示す断面図Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the inkjet head which concerns on this invention. アクチュエータの構造を示す部分斜視図Partial perspective view showing the structure of the actuator 本発明に係るインクジェットヘッドの第２の実施形態を示す断面図Sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the inkjet head which concerns on this invention. 第２の実施形態の変形例を示す断面図Sectional drawing which shows the modification of 2nd Embodiment 従来のインクジェットヘッドを示す断面図Sectional view showing a conventional inkjet head

符号の説明Explanation of symbols

１、１Ａ、１Ｂ：アクチュエータ基板
１１、１１Ａ、１１Ｂ：インクチャネル
１２：隔壁
１３、１３Ａ、１３Ｂ：電極
２：カバー基板
３：ノズルプレート
３Ａ〜３Ｄ：ノズル
４：接続基板
４Ａ、４Ｂ：引き出し電極
５：インク流路
６Ａ、６Ｂ：ＦＰＣ 1, 1A, 1B: Actuator substrate 11, 11A, 11B: Ink channel 12: Partition wall 13, 13A, 13B: Electrode 2: Cover substrate 3: Nozzle plates 3A to 3D: Nozzle 4: Connection substrate 4A, 4B: Lead electrode 5 : Ink flow path 6A, 6B: FPC

Claims (4)

カバー基板の両面に、隔壁により隔てられた多数の並列するインクチャネルが前端から後端側の中途部まで凹設されたアクチュエータ基板における前記インクチャネルの形成面をそれぞれ接着すると共に、前記各アクチュエータ基板の後端側の対向する面に接続基板を設けて密閉し、前記カバー基板、前記接続基板及び前記各アクチュエータ基板との間の空間によって、各インクチャネルにインクを分配するインク流路を形成してなるインクジェットヘッドであって、前記接続基板は、前記各アクチュエータ基板の後端よりも後方に突出していると共に、前記各隔壁に電圧印加するための電極が、各インクチャネル内の隔壁から各アクチュエータ基板の後端側の対向する面及び該面に対向する前記接続基板の表面を介して外部まで引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッド。   Adhering the ink channel forming surfaces of the actuator substrate in which a large number of parallel ink channels separated by a partition wall are recessed from the front end to the middle of the rear end on both sides of the cover substrate, and each actuator substrate A connection substrate is provided on the opposite surface on the rear end side and sealed, and an ink flow path for distributing ink to each ink channel is formed by a space between the cover substrate, the connection substrate, and each actuator substrate. The connection substrate protrudes rearward from the rear end of each actuator substrate, and an electrode for applying a voltage to each partition wall is connected to each actuator from the partition wall in each ink channel. Pulled out to the outside through the opposing surface on the rear end side of the substrate and the surface of the connection substrate opposing the surface Ink jet head, characterized in that there. カバー基板の両面に、隔壁により隔てられた多数の並列するインクチャネルが前端から後端側の中途部まで凹設されたアクチュエータ基板における前記インクチャネルの形成面をそれぞれ接着すると共に、前記各アクチュエータ基板の後端側の対向する面に接続基板を設けて密閉し、前記カバー基板、前記接続基板及び前記各アクチュエータ基板との間の空間によって、各インクチャネルにインクを分配するインク流路を形成してなるインクジェットヘッドであって、前記接続基板は、前記アクチュエータ基板のうちの一方の後端よりも後方に突出していると共に、前記アクチュエータ基板のうちの他方は、前記接続基板の後端よりも後方に突出しており、前記一方のアクチュエータ基板における前記各隔壁に電圧印加するための電極は、各インクチャネル内の隔壁から後端側の対向する面及び該面に対向する前記接続基板の表面を介して外部まで引き出され、前記他方のアクチュエータ基板における前記各隔壁に電圧印加するための電極は、各インクチャネル内の隔壁から後端側の対向する面を介して前記接続基板よりも後方側において外部まで引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッド。   Adhering the ink channel forming surfaces of the actuator substrate in which a large number of parallel ink channels separated by a partition wall are recessed from the front end to the middle of the rear end on both sides of the cover substrate, and each actuator substrate A connection substrate is provided on the opposite surface on the rear end side and sealed, and an ink flow path for distributing ink to each ink channel is formed by a space between the cover substrate, the connection substrate, and each actuator substrate. The connection board protrudes rearward from the rear end of one of the actuator boards, and the other of the actuator boards is rearward of the rear end of the connection board. The electrodes for applying a voltage to each of the partition walls of the one actuator substrate are An electrode for applying a voltage to each partition wall on the other actuator substrate, which is drawn out from the partition wall in the channel to the outside through the opposing surface on the rear end side and the surface of the connection substrate facing the surface, An ink-jet head, wherein the ink-jet head is pulled out from the partition wall in each ink channel to the outside on the rear side of the connection substrate through a facing surface on the rear end side. 前記他方のアクチュエータ基板は、両面にそれぞれインクチャネルが凹設され、各面にそれぞれ前記カバー基板及び前記接続基板を挟んで前記一方のアクチュエータ基板が設けられていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。   3. The other actuator substrate according to claim 2, wherein ink channels are recessed on both surfaces, and the one actuator substrate is provided on each surface with the cover substrate and the connection substrate interposed therebetween. Inkjet head. 前記外部まで引き出された各電極は、該外部においてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を介して駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。   4. The ink jet head according to claim 1, wherein each of the electrodes drawn out to the outside is electrically connected to a driving circuit through an FPC (flexible printed circuit board) outside the electrode.
JP2003297260A 2003-08-21 2003-08-21 Inkjet head Expired - Fee Related JP4333275B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003297260A JP4333275B2 (en) 2003-08-21 2003-08-21 Inkjet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003297260A JP4333275B2 (en) 2003-08-21 2003-08-21 Inkjet head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005066924A true JP2005066924A (en) 2005-03-17
JP4333275B2 JP4333275B2 (en) 2009-09-16

Family

ID=34403176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003297260A Expired - Fee Related JP4333275B2 (en) 2003-08-21 2003-08-21 Inkjet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4333275B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074412A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 コニカミノルタＩｊ株式会社 Inkjet head
JP2013193371A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Sii Printek Inc Head chip, liquid injection head, and liquid injection recording device
EP3981602A1 (en) * 2020-10-11 2022-04-13 Mesa-Tech Ltd Printing apparatus and method
CN114407531A (en) * 2022-01-07 2022-04-29 苏州英加特喷印科技有限公司 Method for manufacturing piezoelectric ink jet head

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074412A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 コニカミノルタＩｊ株式会社 Inkjet head
CN102686402A (en) * 2009-12-18 2012-09-19 柯尼卡美能达喷墨技术株式会社 Inkjet head
EP2514597A1 (en) * 2009-12-18 2012-10-24 Konica Minolta IJ Technologies, Inc. Inkjet head
EP2514597A4 (en) * 2009-12-18 2013-05-15 Konica Minolta Ij Technologies Inkjet head
US8622519B2 (en) 2009-12-18 2014-01-07 Konica Minolta Ij Technologies, Inc. Inkjet head
JP5664555B2 (en) * 2009-12-18 2015-02-04 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head
JP2013193371A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Sii Printek Inc Head chip, liquid injection head, and liquid injection recording device
EP3981602A1 (en) * 2020-10-11 2022-04-13 Mesa-Tech Ltd Printing apparatus and method
CN114407531A (en) * 2022-01-07 2022-04-29 苏州英加特喷印科技有限公司 Method for manufacturing piezoelectric ink jet head
CN114407531B (en) * 2022-01-07 2023-03-10 苏州英加特喷印科技有限公司 Method for manufacturing piezoelectric ink jet head

Also Published As

Publication number Publication date
JP4333275B2 (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4961711B2 (en) Manufacturing method of substrate with through electrode for inkjet head and manufacturing method of inkjet head
JP5447238B2 (en) Inkjet head
JP2005349568A (en) Ink jet head
JP2015093381A (en) Liquid ejection head and liquid ejection device
JP2007152624A (en) Inkjet recorder, inkjet head, inkjet head chip, and method for manufacturing the same
WO2011074412A1 (en) Inkjet head
JP4639475B2 (en) Inkjet head
JP4333275B2 (en) Inkjet head
JP4135448B2 (en) Method for manufacturing droplet ejecting apparatus
JPH0994954A (en) Ink jet recording apparatus
JP5413249B2 (en) Liquid ejection device
JP4374912B2 (en) Inkjet head
JP2004268315A (en) Inkjet head
JP2004160915A (en) Liquid drop jet device and method of manufacturing the same
JP4363038B2 (en) Inkjet head
JP2001010037A (en) Ink jet apparatus
JP6950313B2 (en) Liquid injection head and liquid injection device
JP4507514B2 (en) Inkjet head
JP3298755B2 (en) Method of manufacturing inkjet head
JP2007168096A (en) Inkjet head
JP3506356B2 (en) Inkjet printer head
JP4432496B2 (en) Inkjet head
JPH04259563A (en) Ink jet head and its manufacture
JP4321233B2 (en) Inkjet head manufacturing method
JP6631734B2 (en) Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060727

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090602

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090615

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120703

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4333275

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120703

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130703

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees